Þakka þér fyrir að heimsækja Nature.com.Þú ert að nota vafraútgáfu með takmarkaðan CSS stuðning.Til að fá bestu upplifunina mælum við með því að þú notir uppfærðan vafra (eða slökkva á eindrægnistillingu í Internet Explorer).Að auki, til að tryggja áframhaldandi stuðning, sýnum við síðuna án stíla og JavaScript.
Fylgni lotuforma, sérstaklega röskun (DOD) formlausra föstra efna við eiginleika, er mikilvægt áhugasvið í efnisfræði og eðlisfræði þétts efnis vegna erfiðleika við að ákvarða nákvæma staðsetningu atóma í þrívídd. mannvirki1,2,3,4., Gamall ráðgáta, 5. Í þessu skyni veita tvívíddarkerfi innsýn í leyndardóminn með því að leyfa öllum frumeindum að vera beint sýndar 6,7.Bein myndmyndun af myndlausu einlagi kolefnis (AMC) sem ræktað er með leysiútfellingu leysir vandamálið við frumeindastillingu og styður nútíma sýn á kristalla í glerkenndum föstum efnum sem byggir á kenningu um slembikerfi8.Hins vegar er orsakasambandið á milli atómskalabyggingar og stórsæja eiginleika enn óljóst.Hér greinum við frá auðveldri stillingu á DOD og leiðni í AMC þunnum filmum með því að breyta vaxtarhitanum.Sérstaklega er hitastig hitastigs við hitastig lykill fyrir ræktun leiðandi AMCs með breytilegu bili miðlungs raðstökks (MRO), en hækkun hitastigsins um 25°C veldur því að AMCs missa MRO og verða rafeinangrandi, sem eykur viðnám blaðsins efni í 109 skipti.Auk þess að sjá mjög brenglaða nanókristalla innbyggða í samfelld slembikerfi, leiddi atómupplausn rafeindasmásjár í ljós nærveru / fjarveru MRO og hitaháðs nanókristallaþéttleika, tvær röð breytur lagðar til fyrir alhliða lýsingu á DOD.Tölulegir útreikningar komu á leiðnikortinu sem fall af þessum tveimur breytum og tengdu örbygginguna beint við rafeiginleikana.Vinna okkar er mikilvægt skref í átt að því að skilja sambandið milli uppbyggingar og eiginleika myndlausra efna á grundvallarstigi og ryður brautina fyrir rafeindatæki sem nota tvívíð myndlaus efni.
Öll viðeigandi gögn sem myndast og/eða greind í þessari rannsókn eru fáanleg hjá viðkomandi höfundum ef sanngjarnt er óskað eftir því.
Kóðinn er fáanlegur á GitHub (https://github.com/vipandyc/AMC_Monte_Carlo; https://github.com/ningustc/AMCProcessing).
Sheng, HW, Luo, VK, Alamgir, FM, Bai, JM og Ma, E. Atómpökkun og stutt og miðlungs röð í málmgleraugu.Nature 439, 419–425 (2006).
Greer, AL, í Physical Metallurgy, 5. útg.(ritstj. Laughlin, DE og Hono, K.) 305–385 (Elsevier, 2014).
Ju, WJ o.fl.Innleiðing á samfelldu herðandi kolefnis einlagi.vísindin.Framlengdur 3, e1601821 (2017).
Toh, KT o.fl.Nýmyndun og eiginleikar sjálfbærs einlags af myndlausu kolefni.Náttúra 577, 199–203 (2020).
Schorr, S. & Weidenthaler, K. (ritstj.) Crystallography in Materials Science: From Structure-Property Relationships to Engineering (De Gruyter, 2021).
Yang, Y. o.fl.Ákvarða þrívíða atómbyggingu formlausra föstra efna.Náttúra 592, 60–64 (2021).
Kotakoski J., Krasheninnikov AV, Kaiser W. og Meyer JK Frá punktgöllum í grafeni yfir í tvívítt formlaust kolefni.eðlisfræði.Séra Wright.106, 105505 (2011).
Eder FR, Kotakoski J., Kaiser W. og Meyer JK Leiðin frá reglu til óreglu - atóm fyrir atóm frá grafeni til tvívíddar kolefnisglers.vísindin.Hús 4, 4060 (2014).
Huang, P.Yu.o.fl.Sjónræn endurröðun atóms í 2D kísilgleri: horfðu á kísilhlaup dansa.Vísindi 342, 224–227 (2013).
Lee H. o.fl.Myndun hágæða og einsleitra grafenfilma á stóru svæði á koparþynnu.Vísindi 324, 1312–1314 (2009).
Reina, A. o.fl.Búðu til láglaga grafenfilmur á stóru svæði á handahófskenndum undirlagi með efnagufuútfellingu.Nanolett.9, 30–35 (2009).
Nandamuri G., Rumimov S. og Solanki R. Efnafræðileg gufuútfelling grafenþunnra filma.Nanotechnology 21, 145604 (2010).
Kai, J. o.fl.Framleiðsla á grafen nanóböndum með vaxandi atómnákvæmni.Nature 466, 470–473 (2010).
Kolmer M. o.fl.Skynsamleg myndun grafen nanóbönd af lotufræðilegri nákvæmni beint á yfirborði málmoxíða.Vísindi 369, 571–575 (2020).
Yaziev OV Leiðbeiningar um útreikning á rafrænum eiginleikum grafen nanóbönd.geymsluefnafræði.geymslutankur.46, 2319–2328 (2013).
Jang, J. o.fl.Lághitavöxtur á föstu grafenfilmum úr benseni með efnagufuútfellingu í andrúmslofti.vísindin.Hús 5, 17955 (2015).
Choi, JH o.fl.Veruleg lækkun á vaxtarhita grafens á kopar vegna aukins London dreifingarkrafts.vísindin.Hús 3, 1925 (2013).
Wu, T. o.fl.Samfelldar grafenfilmur myndaðar við lágt hitastig með því að kynna halógen sem fræ fræ.Nanóskali 5, 5456–5461 (2013).
Zhang, PF o.fl.Upphafleg B2N2-perýlen með mismunandi BN stefnu.Angie.Efni.innri Ed.60, 23313–23319 (2021).
Malar, LM, Pimenta, MA, Dresselhaus, G. og Dresselhaus, MS Raman litrófsgreining í grafeni.eðlisfræði.Fulltrúi 473, 51–87 (2009).
Egami, T. & Billinge, SJ Beneath the Bragg Peaks: Structural Analysis of Complex Materials (Elsevier, 2003).
Xu, Z. o.fl.In situ TEM sýnir rafleiðni, efnafræðilega eiginleika og tengibreytingar úr grafenoxíði í grafen.ACS Nano 5, 4401–4406 (2011).
Wang, WH, Dong, C. & Shek, CH Rúmmálsgleraugu úr málmi.alma mater.vísindin.verkefni.R Rep 44, 45–89 (2004).
Mott NF og Davis EA Rafræn ferli í myndlausum efnum (Oxford University Press, 2012).
Kaiser AB, Gomez-Navarro C., Sundaram RS, Burghard M. og Kern K. Leiðniaðferðir í efnafræðilega afleiddum grafeneinlögum.Nanolett.9, 1787–1792 (2009).
Ambegaokar V., Galperin BI, Langer JS Hoppleiðni í röskuðum kerfum.eðlisfræði.Ed.B 4, 2612-2620 (1971).
Kapko V., Drabold DA, Thorp MF Rafræn uppbygging raunhæfs líkans af myndlausu grafeni.eðlisfræði.State Solidi B 247, 1197–1200 (2010).
Thapa, R., Ugwumadu, C., Nepal, K., Trembly, J. & Drabold, DA Ab initio líkan af myndlausu grafíti.eðlisfræði.Séra Wright.128, 236402 (2022).
Mott, Leiðni í myndlausum efnum NF.3. Staðbundið ástand í pseudogap og nálægt endum leiðni og gildissviða.heimspekingur.mag.19, 835–852 (1969).
Tuan DV o.fl.Einangrunareiginleikar myndlausra grafenfilma.eðlisfræði.Endurskoðun B 86, 121408(R) (2012).
Lee, Y., Inam, F., Kumar, A., Thorp, MF og Drabold, DA Pentagonal brjóta saman í lak af myndlausu grafeni.eðlisfræði.State Solidi B 248, 2082–2086 (2011).
Liu, L. o.fl.Heteroepitaxial vöxtur tvívíddar sexhyrndra bórnítríðs mynstrað með grafen rifjum.Vísindi 343, 163–167 (2014).
Imada I., Fujimori A. og Tokura Y. Metal-einangrunarefni umskipti.Prestur Mod.eðlisfræði.70, 1039-1263 (1998).
Siegrist T. o.fl.Staðsetning röskun í kristalluðum efnum með fasaskiptum.National alma mater.10, 202–208 (2011).
Krivanek, OL o.fl.Atóm-fyrir-atóm byggingar- og efnagreining með hringraeindasmásjá á dökku sviði.Nature 464, 571–574 (2010).
Kress, G. og Furtmüller, J. Skilvirkt endurtekningarkerfi fyrir útreikning á heildarorku frá upphafi með því að nota planbylgjugrunnsett.eðlisfræði.Ed.B 54, 11169–11186 (1996).
Kress, G. og Joubert, D. Frá ofurmjúkum gervimöguleikum til bylgjuaðferða með skjávarpamögnun.eðlisfræði.Ed.B 59, 1758–1775 (1999).
Perdue, JP, Burke, C., og Ernzerhof, M. Almennar nálganir á halla gerður einfaldari.eðlisfræði.Séra Wright.77, 3865–3868 (1996).
Grimme S., Anthony J., Erlich S., og Krieg H. Stöðug og nákvæm upphafleg breytustilling á þéttleika starfrænni dreifnileiðréttingu (DFT-D) á 94 frumefni H-Pu.J. Efnafræði.eðlisfræði.132, 154104 (2010).
Þetta verk var stutt af National Key R&D Program of China (2021YFA1400500, 2018YFA0305800, 2019YFA0307800, 2020YFF01014700, 2017YFA0206300), National Natural Science Foundation, 5U123, 5U 74001, 22075001, 11974024, 11874359, 92165101, 11974388, 51991344) , Beijing Natural Science Foundation (2192022, Z190011), Peking Distinguished Young Scientist Program (BJJWZYJH01201914430039), Guangdong Provincial Key Area Research and Development Program (2019B010934001), Chinese Academy of Sciences Program, China Academy of Sciences Grant No.00 vísindaflugmaður3000DB og China Strategic Pilot.00 Landamæraáætlun lykilvísindarannsókna (QYZDB-SSW-JSC019).JC þakkar Beijing Natural Science Foundation of China (JQ22001) fyrir stuðninginn.LW þakkar samtökum um að stuðla að nýsköpun ungmenna í kínversku vísindaakademíunni (2020009) fyrir stuðninginn.Hluti vinnunnar fór fram í stöðugu sterku segulsviðstæki High Magnetic Field Laboratory of the Chinese Academy of Sciences með stuðningi Anhui Province High Magnetic Field Laboratory.Tölvuauðlindir eru veittar af ofurtölvuvettvangi Peking háskólans, ofurtölvumiðstöð í Shanghai og Tianhe-1A ofurtölvu.
Þessir viðburðir eru í boði: Huifeng Tian, ​​Yinhang Ma, Zhenjiang Li, Mouyang Cheng, Shoucong Ning.
Huifeng Tian, ​​​​Zhenjian Li, Juijie Li, PeiChi Liao, Shulei Yu, Shizhuo Liu, Yifei Li, Xinyu Huang, Zhixin Yao, Li Lin, Xiaoxui Zhao, Ting Lei, Yanfeng Zhang, Yanlong Hou og Lei Liu
School of Physics, Vacuum Physics Key Laboratory, University of Chinese Academy of Sciences, Peking, Kína
Deild efnisvísinda og verkfræði, National University of Singapore, Singapore, Singapore
Beijing National Laboratory of Molecular Sciences, School of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Peking, Kína
Peking National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Peking, Kína